本题导读
本题考查相互独立事件,以及互斥事件与对立事件。
📌【题干】
Question
(2022年乙卷理) 某棋手与甲、乙、丙三位棋手各比赛一盘,各盘比赛结果相互独立.已知该棋手与甲、乙、丙比赛获胜的概率分别为 ,,,且 .记该棋手连胜两盘的概率为 ,则()
A. 与该棋手和甲、乙、丙的比赛次序无关
B. 该棋手在第二盘与甲比赛, 最大
C. 该棋手在第二盘与乙比赛, 最大
D. 该棋手在第二盘与丙比赛, 最大
🔍【思路分析】
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明确“连胜两盘”的事件构成:比赛共三盘,“连胜两盘”意味着“赢得第 1、2 盘”或者“赢得第 2、3 盘”。
方法一(严密代数推导):设三盘比赛的对手胜率依次为 。写出连胜两盘的概率表达式 ,然后分别将甲、乙、丙放在第二盘(即令 分别等于 ),通过代数作差比较三种情况下的概率大小。
方法二(逻辑直觉快速求解):分析“连胜两盘”的核心条件——无论哪种连胜情况,第二盘(中间盘)必须获胜。因此,第二盘是连胜的“咽喉要道”,为了使整体概率最大,必须将最容易战胜的对手(即胜率最大的对手)安排在第二盘。
✅【答案】
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D
✍【详细解析】
Abstract
方法一:代数表达式作差比较法(严密推导)
设棋手在第 1, 2, 3 盘比赛中获胜的概率分别为 (其中 是 的一个排列)。
“连胜两盘”的事件,可以是“恰好连胜两盘”(赢前两盘输第三盘,或输第一盘赢后两盘),也可以包含“三盘全胜”。
(注:无论是否包含三盘全胜,推导出的结论均一致。此处以一般理解的“至少连胜两盘”即 为例)
记事件 为连胜两盘,则:
展开并化简:
现在我们比较将甲、乙、丙分别放在第二盘的概率大小:
若第二盘与甲比赛(),另外两盘为乙和丙:
若第二盘与乙比赛(),另外两盘为甲和丙:
若第二盘与丙比赛(),另外两盘为甲和乙:
进行作差比较(注意公共项 会被抵消):
因为 ,所以 且 ,故 ,即 。
同理作差:
故 。
综合可知, 最大。即该棋手在第二盘与丙比赛时, 最大。
方法二:概率逻辑“咽喉要道”法(考场 5 秒极速快速求解)
思考“连胜两盘”的必要条件:
无论是“第 1、2 盘连胜”,还是“第 2、3 盘连胜”,第二盘比赛都是必须要赢的。
换句话说,第二盘是达成连胜目标的“咽喉要道”。第二盘如果输了,绝对不可能连胜。
因此,为了最大化整体连胜的概率,必须把最有把握赢的比赛安排在至关重要的第二盘。
已知 ,战胜丙的概率 最大,所以把丙安排在第二盘,连胜的概率最大。
结论:
对应选项 D 正确。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
核心技巧:在处理特定的排列概率极值问题时,寻找事件发生的**“必经节点(交集项)”**。在本题三盘两胜的模型中,中间的一局具有最高的战略权重。
规律总结:本题改编自经典的概率论模型“斯密斯网球问题(或父子下棋问题)”。该模型的泛化结论为:要在一个序列中取得连续的成功,应该将最高成功率的独立事件放置在序列“被覆盖次数最多”的中心位置。
避坑指南:
很多考生可能会直觉上认为,把最强和最弱的对手分开,或者随意排列。切忌用主观感觉代替概率逻辑。
在用代数法推导时,无论将“连胜两盘”理解为“恰好两盘”还是“至少两盘”,作差比较时三次项(含 的项)由于其完全对称性都会相互抵消,不影响最终大小关系的判定。
📖【试题探源与推广】
Tip
试题探源:待补
结论推广:待补
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